嵌入式實(shí)時操作系統(tǒng)的內(nèi)核研究

2.3萬字
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摘要 嵌入式技術(shù)已經(jīng)得到越來越廣泛的應(yīng)用，嵌入式設(shè)備隨處可見。同時在一些領(lǐng)域人們也對嵌入式設(shè)備在處理能力、實(shí)時性、智能化等方面提出了更高的要求。作為嵌入式技術(shù)的重要組成部分，嵌入式操作系統(tǒng)的研究和應(yīng)用顯得非常重要。
μC/OS-II是一款小巧、可裁減的、搶占式、實(shí)時多任務(wù)內(nèi)核，具有高度可移植性，特別適合于微處理器和控制器，是和很多商業(yè)操作系統(tǒng)性能相當(dāng)?shù)膶?shí)時操作系統(tǒng)。為了提供更好的移植性，μC/OS-II大部分使用ANSI C語言進(jìn)行開發(fā)。
本文首先對嵌入式系統(tǒng)和μC/OS-II進(jìn)行簡單介紹，然后基于μC/OS-II的開源代碼，對嵌入式實(shí)時操作系統(tǒng)內(nèi)核的架構(gòu)及其主要功能模塊進(jìn)行分析和研究。在了解μC/OS-II工作原理的基礎(chǔ)上，利用LambdaEDU 集成開發(fā)環(huán)境提供的一個PC虛擬機(jī)（x86）作為實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目運(yùn)行的仿真目標(biāo)平臺。分別進(jìn)行任務(wù)管理、優(yōu)先級反轉(zhuǎn)、時鐘中斷等試驗(yàn)，并分析了一些關(guān)鍵代碼，給出了在虛擬機(jī)上的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。通過實(shí)驗(yàn)了解嵌入式實(shí)時操作系統(tǒng)μC/OS-II的內(nèi)核機(jī)制和運(yùn)行原理，為后續(xù)的研究和應(yīng)用奠定一定的基礎(chǔ)。
關(guān)鍵詞：嵌入式操作系統(tǒng) 實(shí)時 嵌入式系統(tǒng) μC/OS-II 內(nèi)核 LambdaEDU

Research on the Kernel of the Embedded Real-time Operating System
Abstract Embedded technology has been widely used and we can see embedded devices everywhere. At the same time,there are higher requirements to embedded devices in processing capabilities, real-time, intelligence and other aspects in some areas.As an important part of the embedded technology, the research and application of embedded operating system is more important than ever.
μC/OS-II is a compact, scalable, and preemptive real-time multitasking kernel, which with a high degree of portability, particularly suitable for microprocessors and controllers, and has similar performance compared to many other commercial operating systems.In order to provide the best portability, μC/OS-II is written mostly in ANSI C.
This paper first carries on the simple introduction to the embedded system and μC/OS-II operate system,then analysis and research on the kernel architecture and main function modules of embedded real-time operating system based on open source .Then we use a PC virtual machine,which is produced by LambdaEDU, as an experimental project to run the simulation target platform after understood the μC/OS-II working principle.On this simulation platform,we carried out some experiments such as task management, priority inversion, clock interrupt, etc.And analyze some important code then show the experimental results .We can know about μC/OS-II embedded real-time operating system kernel mechanism and operation principle and lay a foundation for further research and application through these experiments.
Key words embedded operate system Real-Time embedded system μC/OS-II kernel LambdaEDU

目 錄
第一章 緒論 1
1.1 引言 1
1.2 嵌入式操作系統(tǒng)概述 2
1.3 嵌入式操作系統(tǒng)的在中國的現(xiàn)狀與發(fā)展 3
1.4 論文組織與內(nèi)容安排 4
第二章 嵌入式實(shí)時操作系統(tǒng)μC/OS-II 6
2.1 μC/OS-II概述 6
2.1.1 μC/OS-II的歷史及特點(diǎn) 6
2.1.2 μC/OS-II的應(yīng)用 7
2.1.3 μC/OS-II中的相關(guān)概念 7
2.2 μC/OS-II的文件結(jié)構(gòu) 9
2.2.1 與應(yīng)用程序相關(guān)的文件 10
2.2.2 與硬件相關(guān)的文件 11
2.2.3 系統(tǒng)內(nèi)核文件 12
2.3 小結(jié) 13
第三章 μC/OS-II的核心模塊 14
3.1 μC/OS-II的任務(wù) 14
3.1.1 μC/OS-II任務(wù)的管理 16
3.1.2 任務(wù)的調(diào)度 21
3.2 μC/OS-II的初始化與啟動 22
3.3 μC/OS-II的中斷與時鐘 23
3.3.1 μC/OS-II的中斷 24
3.3.2 μC/OS-II的時鐘 26
3.4 μC/OS-II的內(nèi)存管理 27
3.5 小結(jié) 29
第四章 μC/OS-II的實(shí)驗(yàn) 30
4.1 實(shí)驗(yàn)開發(fā)環(huán)境簡介 30
4.2 任務(wù)管理實(shí)驗(yàn) 30
4.3 優(yōu)先級反轉(zhuǎn)實(shí)驗(yàn) 32
4.4 時鐘中斷實(shí)驗(yàn) 36
4.5 哲學(xué)家就餐問題的實(shí)現(xiàn) 39
4.6 小結(jié) 40
結(jié) 論 41
致 謝 42
參考文獻(xiàn) 43